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新兴污染物是一种在环境中具有持久性和累积性的污染物,它在浓度很低的情况下就会对人体产生危害,近些年来,已经引起了人们的广泛关注。新兴污染物主要包括抗生素、雌激素、药品以及化妆品等,尽管新兴污染物的来源广泛,但大多数新兴污染物会随着污水进入到污水处理厂中,城市污水处理厂作为水循环和污染控制的重要场所,是新兴污染物向环境迁移转化的重要来源。因此,城市污水处理厂对于新兴污染物的去除起着至关重要的作用。本文通过对MSBR、BAF、多级A/O-MBBR三个不同城市污水处理系统处理十种典型的新兴污染物,通过HPLC-MS检测它们在污水处理系统中的浓度水平,明确不同处理系统对新兴污染物的去除效果以及在不同温度条件下处理系统对新兴污染物去除的影响;通过检测污泥中新兴污染物的浓度,明确污泥对新兴污染物的吸附性能;通过检测抗性细菌的浓度水平,明确抗性细菌含量在污水处理过程中的变化情况。具体内容如下:1、高效液相色谱-质谱联用技术(HPLC-MS)检测方法的建立通过优化质谱和色谱条件,建立了污水中十种典型的新兴污染物(包括抗生素、雌激素、普通类药品)的HPLC-MS检测方法。方法完成优化后,目标物的最低检出限可以达到6 ng/L。利用外标法对方法的回收率进行验证,目标物的加标回收率在82.23%-97.08%之间,标准偏差在1.53-3.47之间,方法的重复性较好,满足实验的要求。2、不同处理系统对抗生素的去除研究(1)不同处理系统对抗生素的去除通过分析五种抗生素在不同污水处理系统中的去除效果,发现在海泊河MSBR和麦岛BAF处理系统中,对于磺胺类抗生素这种亲水性的化合物,海泊河污水处理厂一级处理更有利于对它们进行去除,而对于四环素(TC)、罗红霉素(ROX)、氧氟沙星(OFL)三种易发生吸附作用的化合物来说,麦岛污水处理厂一级处理的去除效果更好,特别是对ROX的去除率达到了51.9%。在二级处理中,多级A/O-MBBR系统对五种抗生素的去除效果最好。在消毒工艺中,紫外线消毒的处理效果明显优于次氯酸钠消毒。(2)不同温度条件下对抗生素的去除研究在海泊河污水处理处理厂中,抗生素在常温条件下的去除效果明显优于低温条件,温度的变化对海泊河污水处理厂的去除效果影响比较大。而在麦岛污水处理厂中,大多数抗生素的去除效果受温度的影响较大,除了OFL,它在低温条件下的去除率达到了91.7%。而在多级A/O-MBBR系统中,OFL在低温条件下的去除率只有57.4%,其它抗生素的去除效果受温度的影响较小。(3)污泥对抗生素的吸附研究通过分析污泥中五种抗生素的含量,发现TC、ROX和OFL在污泥中的浓度较高,特别是OFL在剩余污泥中的浓度达到了737.9 ng/g,说明在污水中它们主要通过污泥吸附对它们进行去除。而磺胺甲基嘧啶(SM1)和磺胺甲恶唑(SMZ)在污泥中的浓度较低,污泥对它们的吸附效果较差。(4)不同处理系统对抗性细菌的去除海泊河MSBR系统和麦岛BAF系统对TC和SMZ抗性细菌的去除效果较好,能够去除4-5个数量级的抗性菌,而且抗生素的浓度与抗性细菌存在一定的相关性。3、不同处理系统对雌激素的去除研究(1)不同处理系统对雌激素的去除通过检测雌酮(E1)、雌二醇(E2)、炔雌醇(EE2)三种雌激素在不同污水处理系统中浓度,发现进水中三种雌激素的浓度都在45.9 ng/L以上。海泊河污水处理厂一级处理对E1的去除效果较好,去除率为37.8%,而对其它两种雌激素的去除效果一般。在二级处理中,多级A/O-MBBR系统对E1、E2的去除效果要好于MSBR工艺,而EE2在MSBR工艺中的去除率达到了60.3%,处理效果明显优于多级A/O-MBBR系统。消毒工艺也可以去除部分雌激素,其中对E2的去除率达到了31.7%。(2)污泥对雌激素的吸附研究通过检测海泊河污水处理厂中初沉污泥和剩余污泥中雌激素的浓度发现,EE2在污泥中的浓度相对较高,达到了75.5 ng/g,E2的浓度最小,只有42.3 ng/g,说明污泥吸附对EE2和E1的吸附效果较好,而对E2的吸附能力较差。4、不同处理系统对普通类药品的去除研究(1)不同处理系统对普通类药品的去除通过分析不同污水处理系统中咖啡因(CF)和对乙酰氨基酚(AP)的分布情况发现,在一级处理中,海泊河污水处理厂对两种药品的去除效果较好,去除率都在47%以上。而麦岛污水处理厂对AP的去除效果较差。在二级处理中,生物膜法相对于活性污泥法来说,对两种药物的去除效果更好,特别是多级A/O-MBBR系统对两种药品的去除率都在90%以上。(2)不同温度条件下对普通类药品的去除研究尽管在低温条件下处理系统进水中CF和AP浓度有所增加,特别是CF在低温条件下的浓度相对于常温条件来说增加了一倍还多,其中海泊河MSBR系统达到了1436.6 ng/L,但是污水处理系统对它们依然保持着良好的去除效果,去除率都在94.9%以上。(3)污泥对普通类药品的吸附研究CF和AP在污泥中的浓度较低,其中CF的浓度在348 ng/g左右,而AP的浓度只有87 ng/g,对比其它几种污染物来说,污泥对CF和AP的吸附效果较差,主要通过生物降解对它们进行去除。